DE102018114344A1 - Front structure for a body structure of a motor vehicle - Google Patents

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Fabian Linhof
Eike Reinhardt
Jörg Kusche
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs, wobei die Karosseriestruktur (2) einen ersten Längsträger und einen zweiten Längsträger umfasst, und wobei die Frontstruktur (1) einen ersten Strukturarm (5) und einen zweiten Strukturarm (6) umfasst, die mit Hilfe eines Strukturquerträgers (4) miteinander verbunden sind, und wobei der erste Strukturarm (5) mit dem ersten Längsträger und der zweite Strukturarm (6) mit dem zweiten Längsträger verbindbar ausgebildet sind.
Erfindungsgemäß ist die Frontstruktur (1) brückenbogenartig ausgebildet, wobei eine Innenfläche (13) des Strukturquerträgers (4) eine im Wesentlichen kreissegmentformartige oder ellipsensegmentformartige Krümmung (14) aufweist, wobei ein erster Radius (R1) der Krümmung (14) kleiner ausgebildet ist als ein an einem Übergang (17) zwischen dem Strukturquerträger (4) und den Strukturarmen (5, 6) ausgebildeter zweiter Radius (R2).

Figure DE102018114344A1_0000
The invention relates to a front structure for a body structure of a motor vehicle, the body structure (2) comprising a first longitudinal beam and a second longitudinal beam, and wherein the front structure (1) comprises a first structural arm (5) and a second structural arm (6), which are associated with Are connected to each other with the aid of a structural cross member (4), and the first structural arm (5) is designed to be connectable to the first longitudinal member and the second structural arm (6) to the second longitudinal member.
According to the invention, the front structure (1) is designed in the manner of a bridge arch, an inner surface (13) of the structural cross member (4) having a curvature (14) that is essentially circular segment-shaped or elliptical segment-shaped, with a first radius (R1) of the curvature (14) being made smaller than one second radius (R2) formed at a transition (17) between the structural cross member (4) and the structural arms (5, 6).
Figure DE102018114344A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a front structure for a body structure of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Frontstrukturen für Karosseriestrukturen von Kraftfahrzeugen sind bekannt. Frontstrukturen zeichnen sich dadurch aus, dass sie der Aufnahme von entgegen einer Fahrtrichtung wirkenden Kräften dienen, die in unterschiedlichsten Wirkrichtungen ausgebildet sein können. Die Frontstrukturen bestehen aus einem Strukturquerträger, welcher sich entlang einer Fahrzeugquerachse der Kraftfahrzeugkarosserie erstreckt, und zwei Strukturarmen, die sich in Richtung einer Fahrzeuglängsachse der Kraftfahrzeugkarosserie erstrecken und einer Anbindung der Frontstruktur an die Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs dienen. Des Weiteren dienen die Strukturarme einer Energieaufnahme von bei einem Aufprall in den Strukturquerträger eingeleiteten Kräften. Üblicherweise ist der Strukturquerträger leicht gekrümmt ausgebildet.Front structures for body structures of motor vehicles are known. Front structures are distinguished by the fact that they serve to absorb forces which act against a direction of travel and which can be designed in very different directions of action. The front structures consist of a structural cross member, which extends along a transverse vehicle axis of the motor vehicle body, and two structural arms, which extend in the direction of a longitudinal axis of the motor vehicle body and serve to connect the front structure to the body structure of the motor vehicle. Furthermore, the structural arms serve to absorb energy from forces introduced into the structural cross member in the event of an impact. The structural cross member is usually slightly curved.

Aus der Offenlegungsschrift DE 195 19 110 A1 geht eine Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs hervor, wobei insbesondere ein Strukturquerträger der Frontstruktur zur verbesserten Energieaufnahme ein Hohlprofil aufweist.From the published application DE 195 19 110 A1 shows a front structure for a body structure of a motor vehicle, wherein in particular a structural cross member of the front structure has a hollow profile for improved energy absorption.

Aus der Offenlegungsschrift EP 0894 675 A1 ist eine Frontstruktur in Form eines Stoßfängers für eine Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, die zur Anbindung an zwei Längsträger der Kraftfahrzeugkarosserie zwei Strukturarme aufweist, zwischen denen ein Strukturquerträger ausgebildet ist. Der Strukturquerträger ist leicht gekrümmt ausgeführt, wobei eine zwischen den jeweiligen Strukturarmen und dem Strukturquerträger ausgebildete Krümmung wesentlich stärker ausgebildet ist als die Krümmung des Strukturquerträgers. Die Frontstruktur ist im Wesentlichen eines rechteckförmigen Querschnitts aufweisend ausgebildet.From the published application EP 0894 675 A1 a front structure in the form of a bumper for a motor vehicle body is known which has two structural arms for connection to two longitudinal beams of the motor vehicle body, between which a structural cross member is formed. The structural cross member is designed to be slightly curved, a curvature formed between the respective structural arms and the structural cross member being designed to be substantially stronger than the curvature of the structural cross member. The front structure is essentially of a rectangular cross section.

Der Offenlegungsschrift DE 10 2010 006 975 A1 ist eine Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs entnehmbar, deren Strukturquerträger ebenfalls leicht gekrümmt ausgebildet ist. Strukturarme der Frontstruktur, die der Anbindung des Strukturquerträgers an Längsträger der Kraftfahrzeugkarosserie dienen, weisen jeweils zwei Längsstreben auf, die V-förmig angeordnet und gemeinsam in die Längsträger mündend ausgebildet sind. Zwischen den Längsstreben sind gitternetzartig die Längsstreben verbindende Stege ausgeführt.The disclosure DE 10 2010 006 975 A1 is a front structure for a body structure of a motor vehicle can be removed, the structural cross member is also slightly curved. Structural arms of the front structure, which serve to connect the structural cross member to the longitudinal members of the motor vehicle body, each have two longitudinal struts which are arranged in a V-shape and jointly formed into the longitudinal members. Between the longitudinal struts webs connecting the longitudinal struts are designed like a grid.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2014 011 790 A1 offenbart eine Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs, die aus zwei Formteilen bestehend ausgebildet ist. Es weist so genannte Chrashboxen auf, die einer Energieaufnahme bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs mit einem weiteren Kraftfahrzeug dienen. Zur Herbeiführung einer möglichst großen Energieaufnahme sind die Chrashboxen in Fahrrichtung ausgebildete Falten aufweisend ausgebildet. Die Chrashboxen sind an dem der Umgebung zugewandt ausgebildeten Formteil ausgebildet. Das von der Umgebung abgewandt ausgebildete Formteil, welches einer Schließung von durch die Chrashboxen ausgebildeten Hohlräumen dient, ist eine im Wesentlichen glatte Außenfläche aufweisend ausgebildet.The disclosure DE 10 2014 011 790 A1 discloses a front structure for a body structure of a motor vehicle, which is formed from two molded parts. It has so-called crash boxes, which serve to absorb energy when the motor vehicle collides with another motor vehicle. In order to achieve the greatest possible energy consumption, the crash boxes are designed with folds formed in the direction of travel. The crash boxes are formed on the molded part that faces the surroundings. The molded part, which faces away from the surroundings and serves to close cavities formed by the crash boxes, is designed to have an essentially smooth outer surface.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.It is the object of the present invention to provide an improved front structure for a body structure of a motor vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by a front structure for a body structure of a motor vehicle with the features of patent claim 1. Advantageous refinements with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the respective subclaims.

Eine erfindungsgemäße Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs, wobei die Karosseriestruktur einen ersten Längsträger und einen zweiten Längsträger umfasst. Die Frontstruktur umfasst einen ersten Strukturarm und einen zweiten Strukturarm, die mit Hilfe eines Strukturquerträgers miteinander verbunden sind. Der erste Strukturarm ist mit dem ersten Längsträger und der zweite Strukturarm ist mit dem zweiten Längsträger verbindbar ausgebildet. Erfindungsgemäß ist die Frontstruktur brückenbogenartig ausgebildet, wobei eine Innenfläche des Strukturquerträgers eine im Wesentlichen kreisabschnittsformartige Krümmung aufweist, wobei ein erster Radius der Krümmung kleiner ausgebildet ist als ein an einem Übergang zwischen dem Strukturquerträger und den Strukturarmen ausgebildeter zweiter Radius. Mit Hilfe der entsprechend ausgebildeten Radien ist ein homogener Verlauf einer Gesamtinnenfläche der Frontstruktur herbeiführbar, wodurch eine wesentlich gesteigerte Kraftaufnahme der Frontstruktur erzielbar ist.A front structure according to the invention for a body structure of a motor vehicle, the body structure comprising a first side member and a second side member. The front structure comprises a first structural arm and a second structural arm, which are connected to one another with the aid of a structural cross member. The first structural arm is designed to be connectable to the first longitudinal beam and the second structural arm is connectable to the second longitudinal beam. According to the invention, the front structure is designed in the manner of a bridge arch, with an inner surface of the structural cross member having a curvature that is essentially in the form of a circular section, a first radius of the curvature being made smaller than a second radius formed at a transition between the structural cross member and the structural arms. With the help of the correspondingly formed radii, a homogeneous course of an entire inner surface of the front structure can be brought about, whereby a significantly increased force absorption of the front structure can be achieved.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Frontstruktur ist ein zumindest die Innenfläche umfassendes Strukturelement ausgebildet, welches sich ausgehend von einer Mittelachse der Frontstruktur bis zu zur Verbindung mit den Längsträgern ausgebildeten Enden der Strukturarme erstreckend ausgestaltet ist. Das bedeutet mit anderen Worten, dass zur Kraftaufnahme ein in seiner Struktur einheitliches Element ausgebildet ist, welches sich von einer weiteren Struktur der Frontstruktur unterscheidend ausgebildet ist. Mit Hilfe der unterschiedlichen Strukturen ist eine mögliche Kraftaufnahme in der Frontstruktur so verteilbar, dass eine deutlich gesteigerte Kraftaufnahme der erfindungsgemäßen Frontstruktur herbeiführbar ist.In one configuration of the front structure according to the invention, a structural element is formed which at least encompasses the inner surface and which extends from a central axis of the front structure to the ends of the structural arms designed for connection to the longitudinal beams. In other words, this means that an element with a uniform structure is designed to absorb the force, which element differs from a further structure of the front structure is trained. With the help of the different structures, a possible force absorption in the front structure can be distributed in such a way that a significantly increased force absorption can be brought about in the front structure according to the invention.

Sofern das Strukturelement sich des Weiteren in Richtung einer Fahrzeugquerachse des Kraftfahrzeugs im Wesentlichen über die zur Verbindung mit den Längsträgern ausgebildeten Enden der Strukturarme erstreckend ausgebildet ist, kann ausgehend von der Krafteinleitung an der Fahrzeugfront die eingeleitete Kraft im Strukturelement bis zum Auftreffen auf die Längsträger über die sich stetig vergrößernde Fläche verteilen und möglicherweise reduzieren.If the structural element furthermore extends in the direction of a vehicle transverse axis of the motor vehicle essentially over the ends of the structural arms designed for connection to the longitudinal beams, the force introduced in the structural element can start from the introduction of force at the vehicle front until it strikes the longitudinal beams via the distribute and possibly reduce the area that is constantly increasing.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Strukturelement an seiner Unterseite eine tragwerksartig ausgebildete Stegstruktur auf. Diese tragwerksartige Stegstruktur führt zu einer weiteren Steigerung der Festigkeit und Steifigkeit des Strukturelementes und somit der Frontstruktur.In a further embodiment, the structural element has a web-like structure on its underside. This structure-like web structure leads to a further increase in the strength and rigidity of the structural element and thus the front structure.

Bevorzugt ist ein Verlauf des Strukturelementes stetig und differenzierbar ausgebildet, wodurch eine Kraftweiterleitung der eingeleiteten Kraft in Richtung der Längsträger vorteilhaft beeinflusst ist.A course of the structural element is preferably designed to be continuous and differentiable, as a result of which a force transmission of the force introduced in the direction of the side members is advantageously influenced.

Die Frontstruktur kann insbesondere dreiteilig, bestehend aus dem Strukturquerträger und den Strukturarmen ausgebildet werden, wobei jedoch bei der einteiligen Ausbildung des Strukturquerträgers mit den Strukturarme eine Montage der drei Bauteile zur Kostenreduktion entfällt. Des Weiteren lässt sich aufgrund der einteiligen Ausbildung die Festigkeit der Frontstruktur im Vergleich mit einer dreiteiligen Ausführung steigern, da keine Verbindungs- bzw. Nahtstellen ausgebildet sind.The front structure can in particular be made up of three parts, consisting of the structural cross member and the structural arms, but in the one-piece design of the structural cross member with the structural arms, there is no need to assemble the three components in order to reduce costs. Furthermore, due to the one-piece design, the strength of the front structure can be increased in comparison with a three-piece design, since no connection or seams are formed.

Die Ausbildung von Belastungsrippen in der Frontstruktur, welche sich in Richtung einer Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs unterschiedlich geneigt bezogen zu einer Mittelachse der Frontstruktur erstreckend ausgebildet sind, führt zu einer weiteren Steigerung der Stabilität der Frontstruktur. Die Stabilität kann weiter dadurch gesteigert werden, dass die Belastungsrippen in ihrer Erstreckungsrichtung variable Abstände zueinander aufweisend ausgebildet sind.The formation of load ribs in the front structure, which are designed to be inclined differently in the direction of a longitudinal axis of the motor vehicle with respect to a central axis of the front structure, leads to a further increase in the stability of the front structure. The stability can be further increased in that the load ribs are designed to have variable distances from one another in their direction of extension.

Zur vereinfachten und kostengünstigen Montage ist die Frontstruktur kraft- und/oder formschlüssig, bevorzugt mit Hilfe von Schrauben, mit den Längsträgern verbindbar ausgebildet.For simplified and cost-effective assembly, the front structure is designed to be non-positively and / or positively, preferably with the aid of screws, connectable to the side members.

Kostengünstig kann die Frontstruktur aus einem Kunststoff hergestellt werden. Eine weitere Kostenreduzierung ist dadurch erzielbar, sofern die Frontstruktur in einem Spritzgussverfahren hergestellt ist.The front structure can be produced inexpensively from a plastic. A further cost reduction can be achieved if the front structure is produced in an injection molding process.

Besonders bevorzugt weisen die Strukturarme zur Anbindung an die Längsträger jeweils einen Flansch auf. Flansche sind zur lösbaren Verbindung der sie aufweisenden Bauteile ausgebildet und dienen einem definierten Anschluss der beiden Bauteile.The structural arms particularly preferably each have a flange for connection to the side members. Flanges are designed for the detachable connection of the components they have and serve for a defined connection of the two components.

Vorteilhaft ist die Ausbildung von Anbindungselementen im Strukturquerträger, damit definierte Verbindungsstellen mit einer Kraftfahrzeugkarosserie und/oder der Karosseriestruktur ausgebildet sind, die eine Montagezeitdauer der Frontstruktur wesentlich reduzieren können. Ein weiterer Vorteil ist die Anbringung und Ausgestaltung der Anbindungselemente unter Beachtung der im Strukturquerträger ausgebildete Struktur, bspw. der Belastungsrippen.It is advantageous to form connecting elements in the structural cross member so that defined connection points are formed with a motor vehicle body and / or the body structure, which can significantly reduce an assembly time of the front structure. Another advantage is the attachment and design of the connection elements, taking into account the structure formed in the structural cross member, for example the load ribs.

Insgesamt zeichnet sich die erfindungsgemäße Frontstruktur durch eine sehr hohe Kraftaufnahme bei hoher Stabilität auf. Aufgrund der insbesondere brückenbogenartigen Innenfläche des Strukturquerträgers sowie der Ausbildung der Belastungsrippen ist bevorzugt der Kunststoff einsetzbar, wodurch eine wesentliche Gewichtsersparnis im Vergleich zu einem metallischen Material herbeiführbar ist. Des Weiteren kann aufgrund der ausgebildeten Strukturen, insbesondere des Strukturelementes in Verbindung mit den Belastungsrippen eine Wandstärke der Frontstruktur mit der Folge einer weiteren Gewichtsreduzierung wesentlich reduziert werden.Overall, the front structure according to the invention is characterized by a very high force absorption with high stability. Due to the bridge arch-like inner surface of the structural cross member, in particular, and the design of the load ribs, the plastic can preferably be used, as a result of which considerable weight savings can be achieved in comparison with a metallic material. Furthermore, due to the structures formed, in particular the structural element in connection with the loading ribs, a wall thickness of the front structure can be significantly reduced, with the result of a further weight reduction.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es zeigen:

  • 1 in einer perspektivischen Darstellung eine Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungsgemäße Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs, und
  • 3 in einer Unteransicht die Frontstruktur gem. 2.
Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or on their own, without the scope of Leaving invention. Show it:
  • 1 a perspective view of a front structure for a body structure of a motor vehicle according to the prior art,
  • 2nd in a perspective view an inventive front structure for a body structure of a motor vehicle, and
  • 3rd in a bottom view the front structure acc. 2nd .

Eine Frontstruktur 1 für eine Karosseriestruktur 2 eines Kraftfahrzeugs 3 gemäß dem Stand der Technik ist wie in 1 illustriert aufgebaut. Die Frontstruktur 1 umfasst einen Strukturquerträger 4 sowie einen ersten Strukturarm 5 und einen zweiten Strukturarm 6. Die beiden Strukturarme 5, 6 erstrecken sich entlang einer Mittelachse 7 des Strukturquerträgers 4 und sind spiegelgleich zur Mittelachse 7 ausgebildet. Sie weisen jeweils ein erstes Ende 8 auf, an dem sie mit dem Strukturquerträger 4 verbunden sind. An ihrem vom ersten Ende 8 abgewandt ausgebildeten zweiten Ende 9 sind sie zur Herbeiführung einer festen Verbindung mit einem nicht näher dargestellten Längsträger der Karosseriestruktur 2 ausgebildet und weisen hierzu an dem zweiten Ende 9 jeweils einen Flansch 10 auf.A front structure 1 for a body structure 2nd a motor vehicle 3rd according to the prior art is as in 1 illustrated. The front structure 1 includes a structural cross member 4th as well as a first structural arm 5 and a second structural arm 6 . The two structural arms 5 , 6 extend along a central axis 7 of the structural cross member 4th and are mirrored to the central axis 7 educated. They each have a first end 8th on which they with the structural cross member 4th are connected. At her from the first end 8th averted second end 9 they are used to bring about a firm connection with a side member of the body structure, not shown in detail 2nd trained and have this purpose at the second end 9 one flange each 10th on.

Der Strukturquerträger 4 gemäß dem Stand der Technik ist in Richtung einer Fahrzeugquerachse 11 des Kraftfahrzeugs 3 leicht gebogen ausgebildet. Die Strukturarme 5, 6 sind sich in Richtung einer Fahrzeuglängsachse 12 des Kraftfahrzeugs 3 erstreckend am Strukturquerträger 4 ausgebildet, wobei die Frontstruktur 1 einstückig ausgeführt ist.The structural cross member 4th according to the prior art is in the direction of a vehicle transverse axis 11 of the motor vehicle 3rd slightly curved. The structural arms 5 , 6 are in the direction of a vehicle longitudinal axis 12th of the motor vehicle 3rd extending on the structural cross member 4th trained, the front structure 1 is made in one piece.

Eine erste Innenfläche 13 des Strukturquerträgers 4, welche den Strukturarmen 5, 6 zugewandt ausgebildet ist, weist eine leichte Krümmung 14 mit einem ersten Radius R1 auf. Zwischen einer zweiten Innenfläche 15 des ersten Strukturarmes 5 sowie einer dritten Innenfläche 16 des zweiten Strukturarmes 6 und der ersten Innenfläche 15 ist jeweils ein bogenförmiger Übergang 17 ausgebildet, welcher im Vergleich zur Krümmung 14 mit ihrem ersten Radius R1 einen deutlich kleineren zweiten Radius R2 aufweist. Das bedeutet, dass die Strukturarme 5, 6 am Strukturquerträger 4 nahezu orthogonal angeordnet sind, oder mit anderen Worten, dass die Frontstruktur 1 ein quasi u-förmiges Umfangsprofil aufweist, wobei insbesondere an den Übergängen 17 hohe Spannungsspitzen auftreten.A first inner surface 13 of the structural cross member 4th which the structural arms 5 , 6 is facing, has a slight curvature 14 with a first radius R1 on. Between a second inner surface 15 of the first structural arm 5 and a third inner surface 16 of the second structural arm 6 and the first inner surface 15 is an arcuate transition 17th trained, which compared to the curvature 14 with their first radius R1 a significantly smaller second radius R2 having. That means the structural arms 5 , 6 on the structural cross member 4th are arranged almost orthogonally, or in other words, that the front structure 1 has a quasi U-shaped circumferential profile, in particular at the transitions 17th high voltage peaks occur.

Zur Versteifung weist die Frontstruktur 1 im Bereich des Strukturquerträgers 4 eine wabenartig ausgebildete Anordnung von Stegen 18 auf. Die Strukturarme 5, 6 sind mit Rippen 19 versehen, die nahezu senkrecht an die jeweiligen Flansche 10 angrenzend ausgebildet sind, wodurch es im Laufe einer Betriebszeit des Kraftfahrzeugs 3 zu Brüchen der Rippen 19 im Bereich der Flansche 10 kommen kann. Dies kann durch eine Steigerung einer Wandstärke der Frontstruktur 1 überwunden werden bei jedoch gleichzeitiger Gewichtszunahme der Frontstruktur 1.The front structure shows for stiffening 1 in the area of the structural cross member 4th a honeycomb arrangement of webs 18th on. The structural arms 5 , 6 are with ribs 19th provided that almost perpendicular to the respective flanges 10th are formed adjacent, whereby it is in the course of an operating time of the motor vehicle 3rd fractures of the ribs 19th in the area of the flanges 10th can come. This can be done by increasing the wall thickness of the front structure 1 are overcome with a simultaneous increase in weight of the front structure 1 .

Eine erfindungsgemäße Frontstruktur 1 ist gemäß der 2 und 3 ausgebildet. Die erste Innenfläche 13 weist die Krümmung 14 mit dem ersten Radius R1 auf, welcher kleiner ist als der zweite Radius R2 des Übergangs 17. Des Weiteren schließt sich tangential an den Übergang 17 die zweite Innenfläche 15 des ersten Strukturarmes 5 resp. die dritte Innenfläche 16 des zweiten Strukturarmes 6 an. Somit ist die gesamte Innenfläche der Frontstruktur 1 bestehend aus der ersten Innenfläche 13, der zweiten Innenfläche 15 und der dritten Innenfläche 16 in Form eines harmonischen Bogens ausgebildet, dessen Profil ausgehend von der Mittelachse 7 einen parabelformartigen Verlauf aufweist.A front structure according to the invention 1 is according to the 2nd and 3rd educated. The first inner surface 13 exhibits the curvature 14 with the first radius R1 on which is smaller than the second radius R2 of the transition 17th . Furthermore, the transition is tangential 17th the second inner surface 15 of the first structural arm 5 resp. the third inner surface 16 of the second structural arm 6 at. So the entire inner surface of the front structure 1 consisting of the first inner surface 13 , the second inner surface 15 and the third inner surface 16 formed in the form of a harmonic arch, the profile of which starts from the central axis 7 has a parabolic shape.

Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Frontstruktur 1 einstückig ausgebildet ist, sind zur verbesserten Anschaulichkeit der drei Elemente der Frontstruktur 1, der Strukturquerträger 4 und die beiden Strukturarme 5, 6, gestrichelte Linien zur Abgrenzung der Elemente 4, 5, 6 voneinander eingezeichnet.Since in the present embodiment the front structure 1 is formed in one piece, are for better clarity of the three elements of the front structure 1 , the structural cross member 4th and the two structural arms 5 , 6 , dashed lines to delimit the elements 4th , 5 , 6 drawn from each other.

Die Frontstruktur 1 weist ein sich ausgehend von der Mittelachse 7 bis zu den zweiten Enden 9 der Strukturarme 5, 6 bogenförmig erstreckendes Strukturelement 20 auf. Das Strukturelement 20 ist sich ausgehend von der Mittelachse 7 in seiner Breite B vergrößernd ausgestaltet, wobei es sich an den zweiten Enden 9 nahezu vollständig in Richtung der Fahrzeugquerachse 11 über die Strukturarme 5, 6 erstreckend ausgebildet ist.The front structure 1 shows a starting from the central axis 7 to the second ends 9 the structural arms 5 , 6 arched structural element 20th on. The structural element 20th is starting from the central axis 7 designed to increase in width B, at the second ends 9 almost completely in the direction of the vehicle's transverse axis 11 about the structural arms 5 , 6 is formed extending.

Das Strukturelement 20 weist an seiner Unterseite 22 eine tragwerksartig ausgebildete Stegstruktur 23 auf. Die tragwerksartig ausgebildete Stegstruktur 23, aufweisend ungleichmäßig ausgebildete Stege 18, ist in ihrer Erstreckung ausgehend von der Mittelachse 7, den Innenflächen 13, 15, 16 angepasst, sich Außenflächen 24 der Strukturarme 5, 6 annähernd ausgebildet. Die Stegstruktur 23 dient einer Stabilität der Frontstruktur 1. Ein Verlauf des Strukturelementes 20 ist stetig und differenzierbar ausgebildet.The structural element 20th points at its bottom 22 a bridge structure designed like a structure 23 on. The web structure designed like a structure 23 , having unevenly formed webs 18th , is in its extension starting from the central axis 7 , the inner surfaces 13 , 15 , 16 adapted to outside surfaces 24th the structural arms 5 , 6 approximately trained. The web structure 23 serves to stabilize the front structure 1 . A course of the structural element 20th is steadily and differentiable.

Zur Herbeiführung einer belastungsgesteigerten Struktur ist die Frontstruktur 1 mit Rippen 19 in Form von Belastungsrippen versehen, die sich in Richtung der Fahrzeuglängsachse 12 erstrecken. Die Belastungsrippen 19 sind gegenüber der Mittellinie 7 unterschiedlich geneigt ausgebildet und weisen unterschiedliche, sich in Richtung der Fahrzeugquerachse 11 erstreckende Abstände 21 auf. Des Weiteren sind die Abstände 21 in Richtung der Fahrzeuglängsachse 12 variabel ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass die Abstände 21 zwischen den Belastungsrippen 19 sowohl in Richtung der Fahrzeugquerachse 11 als auch in Richtung der Fahrzeuglängsachse 12 unterschiedliche groß ausgeführt sind. Somit weisen die Belastungsrippen 19 in ihrer Erstreckung in Richtung der Fahrzeugquerachse 11 über die Fahrzeuglängsachse 12 eine variable Breite VB auf.The front structure is used to bring about an increased load structure 1 with ribs 19th in the form of load ribs that extend in the direction of the vehicle's longitudinal axis 12th extend. The loading ribs 19th are opposite the center line 7 formed differently inclined and have different, in the direction of the vehicle transverse axis 11 extending distances 21 on. Furthermore, the distances 21 in the direction of the vehicle's longitudinal axis 12th variably trained. In other words, the distances 21 between the load ribs 19th both in the direction of the vehicle's transverse axis 11 as well as in the direction of the vehicle's longitudinal axis 12th are different sizes. Thus, the load ribs have 19th in its extension in the direction of the vehicle's transverse axis 11 over the vehicle's longitudinal axis 12th a variable width VB.

Die Frontstruktur 1 ist einteilig ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass der Strukturquerträger 4 mit den Strukturarmen 5, 6 einteilig, somit als ein einziges Bauteil ausgebildet ist. Die Frontstruktur 1 ist im Spritzgussverfahren hergestellt. Sie kann aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem Kunststoff hergestellt sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist sie aus einem herkömmlichen Kunststoff, bspw. aus Polypropylen GF30, ausgebildet.The front structure 1 is made in one piece. In other words, that means the structural cross member 4th with the structural arms 5 , 6 in one piece, thus designed as a single component. The front structure 1 is made by injection molding. It can be made of a metallic material or of a Be made of plastic. In the present exemplary embodiment, it is formed from a conventional plastic, for example from GF30 polypropylene.

Die Strukturarme 5, 6 weisen an ihren zweiten Enden 9 jeweils einen Flansch 10 auf, die der Anbindung der Frontstruktur 1 an die Längsträger der Karosseriestruktur 2 dienen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Frontstruktur 1 kraft- und formschlüssig mit den Längsträgern verbindbar ausgebildet. Des Weiteren weist der Strukturquerträger 4 Anbindungselemente 25 auf, über welche er mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs 3 verbindbar ausgebildet ist.The structural arms 5 , 6 point at their second ends 9 one flange each 10th on that of connecting the front structure 1 to the side members of the body structure 2nd serve. In the present exemplary embodiment, the front structure is 1 designed to be non-positively and positively connected to the side members. Furthermore, the structural cross member 4th Connecting elements 25th on which he with a body of the motor vehicle 3rd is designed to be connectable.

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Claims (14)

Frontstruktur für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs, wobei die Karosseriestruktur (2) einen ersten Längsträger und einen zweiten Längsträger umfasst, und wobei die Frontstruktur (1) einen ersten Strukturarm (5) und einen zweiten Strukturarm (6) umfasst, die mit Hilfe eines Strukturquerträgers (4) miteinander verbunden sind, und wobei der erste Strukturarm (5) mit dem ersten Längsträger und der zweite Strukturarm (6) mit dem zweiten Längsträger verbindbar ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontstruktur (1) brückenbogenartig ausgebildet ist, wobei eine Innenfläche (13) des Strukturquerträgers (4) eine im Wesentlichen kreissegmentformartige oder ellipsensegmentformatige Krümmung (14) aufweist, wobei ein erster Radius (R1) der Krümmung (14) kleiner ausgebildet ist als ein an einem Übergang (17) zwischen dem Strukturquerträger (4) und den Strukturarmen (5, 6) ausgebildeter zweiter Radius (R2).Front structure for a body structure of a motor vehicle, the body structure (2) comprising a first side member and a second side member, and wherein the front structure (1) comprises a first structural arm (5) and a second structural arm (6), which can be formed using a structural cross member ( 4) are connected to one another, and the first structural arm (5) is designed to be connectable to the first longitudinal beam and the second structural arm (6) to the second longitudinal beam, characterized in that the front structure (1) is designed in the manner of a bridge arch, with an inner surface ( 13) of the structural cross member (4) has a curvature (14) which is essentially in the form of a segment of a circle or an elliptical segment, a first radius (R1) of the curvature (14) being made smaller than that at a transition (17) between the structural cross member (4) and the Structurally poor (5, 6) second radius (R2). Frontstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest die Innenfläche (13) umfassendes Strukturelement (20) ausgebildet ist, welches sich ausgehend von einer Mittelachse (7) der Frontstruktur (1) bis zu zur Verbindung mit den Längsträgern ausgebildeten Enden (8, 9) der Strukturarme (5, 6) erstreckend ausgestaltet ist.Front structure after Claim 1 , characterized in that a structural element (20) comprising at least the inner surface (13) is formed, which extends from a central axis (7) of the front structure (1) up to the ends (8, 9) of the structural arms designed for connection to the longitudinal beams (5, 6) is designed to extend. Frontstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturelement (20) sich in Richtung einer Fahrzeugquerachse (11) des Kraftfahrzeugs (3) im Wesentlichen über die zur Verbindung mit den Längsträgern ausgebildeten Enden (8, 9) der Strukturarme (5, 6) erstreckend ausgebildet ist.Front structure after Claim 2 , characterized in that the structural element (20) extends in the direction of a vehicle transverse axis (11) of the motor vehicle (3) essentially over the ends (8, 9) of the structural arms (5, 6) designed for connection to the side members. Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontstruktur (1) Belastungsrippen (19) aufweist, welche sich in Richtung einer Fahrzeuglängsachse (12) des Kraftfahrzeugs (3) unterschiedlich geneigt bezogen zu einer Mittelachse (7) der Frontstruktur (1) erstreckend ausgebildet sind.Front structure according to one of the preceding claims, characterized in that the front structure (1) has loading ribs (19) which are inclined differently in the direction of a longitudinal axis (12) of the motor vehicle (3) with respect to a central axis (7) of the front structure (1) are designed to extend. Frontstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Belastungsrippen (19) in ihrer Erstreckungsrichtung variable Abstände (21) zueinander aufweisend ausgebildet sind.Front structure after Claim 4 , characterized in that the loading ribs (19) are designed to have variable distances (21) from one another in their direction of extension. Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturquerträger (4) einteilig mit den Strukturarmen (5, 6) ausgebildet ist.Front structure according to one of the preceding claims, characterized in that the structural cross member (4) is formed in one piece with the structural arms (5, 6). Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturelement (20) an seiner Unterseite (22) eine tragwerksartig ausgebildete Stegstruktur (23) aufweist.Front structure according to one of the preceding claims, characterized in that the structural element (20) has on its underside (22) a web structure (23) designed in the manner of a supporting structure. Frontstruktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die tragwerksartig ausgebildete Stegstruktur (23) in ihrer Erstreckung ausgehend von einer Mittelachse (7), der gebogenen Innenfläche (13) angepasst, sich Außenflächen (24) der Strukturarme (5, 6) annähernd ausgebildet sind.Front structure after Claim 7 , characterized in that the extension of the web structure (23), which is designed like a structure , starting from a central axis (7), adapted to the curved inner surface (13), the outer surfaces (24) of the structural arms (5, 6) are approximately formed. Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verlauf des Strukturelementes (20) stetig und differenzierbar ausgebildet ist.Front structure according to one of the preceding claims, characterized in that a course of the structural element (20) is designed to be continuous and differentiable. Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontstruktur (1) kraft- und/oder formschlüssig mit den Längsträgern verbindbar ausgebildet ist.Front structure according to one of the preceding claims, characterized in that the front structure (1) is designed to be non-positively and / or positively connectable to the side members. Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontstruktur (1) aus einem Kunststoff hergestellt ist.Front structure according to one of the preceding claims, characterized in that the front structure (1) is made of a plastic. Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontstruktur (1) in einem Spritzgussverfahren hergestellt istFront structure according to one of the preceding claims, characterized in that the front structure (1) is produced in an injection molding process Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturarme (5, 6) zur Anbindung an die Längsträger jeweils einen Flansch (10) aufweisen.Front structure according to one of the preceding claims, characterized in that the structural arms (5, 6) each have a flange (10) for connection to the side members. Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturquerträger (4) Anbindungselemente (25) aufweist.Front structure according to one of the preceding claims, characterized in that the structural cross member (4) has connecting elements (25).
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